本發(fā)明涉及蝸桿機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法。
背景技術(shù)：
蝸桿減速器可實(shí)現(xiàn)空間交錯軸之間的動力傳遞，特別是可實(shí)現(xiàn)空間垂直交錯軸之間的動力傳遞，并且具有傳動平穩(wěn)無噪聲、大傳動比的特點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)和民用設(shè)施中應(yīng)用廣泛。蝸桿傳動大的缺點(diǎn)是效率低，自鎖蝸桿的效率只有40％～45％，單頭非自鎖蝸桿的效率為70％～75％，雙頭非自鎖蝸桿的效率為75％～82％，三頭和四頭蝸桿的效率在80％～92％，但三頭和四頭蝸桿加工困難、成本高，在市場上不具有價(jià)格競爭性。圓弧面蝸桿(ZC型)的效率高，理論傳動效率達(dá)到85％～95％，但由于受到加工設(shè)備和加工方法的影響，在現(xiàn)有加工工藝下，ZC型蝸桿的效率大多在85％～88％之間，想進(jìn)一步提高效率十分困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題而提供一種傳動效率高的ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，采用本方法可使一級蝸桿減速器的效率提高到88％～95％。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，蝸桿的加工具體包括以下步驟：
(a)加工蝸桿兩端面的中心孔，以中心孔為定位基準(zhǔn)，加工蝸桿的軸承安裝位置；
(b)以軸承安裝位置為定位基準(zhǔn)，加工蝸桿的各軸段，包括端面、退刀槽和越程槽，銑削蝸桿齒并對蝸桿齒面進(jìn)行粗磨，再對蝸桿齒進(jìn)行熱處理；
(c)以軸承安裝位置為定位基準(zhǔn)，對蝸桿兩端面的中心孔進(jìn)行精磨；
(d)以精磨后的中心孔為定位基準(zhǔn)，精磨蝸桿的各軸段，包括端面、退刀槽、越程槽、軸承安裝位置、軸肩和蝸桿齒；
蝸輪采用增徑的滾刀進(jìn)行加工，在蝸輪的嚙合區(qū)形成容納潤滑油的油涵。
加工過程包括粗車加工和半精加工。
步驟(b)蝸桿齒面進(jìn)行粗磨，預(yù)留的粗磨余量為0.2-0.3mm。
步驟(b)的熱處理采用滲碳淬火處理，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為0.8-1.5mm，硬度為58-62HRC。
精磨后蝸桿的軸承安裝位置和蝸桿齒表面的粗糙度小于Ra0.4，蝸桿的其余磨削表面的粗糙度在Ra0.63以下。
步驟(b)銑削蝸桿齒采用旋風(fēng)銑床。
粗磨后預(yù)留0.2-0.3mm的精磨余量，一方面可以減少滲碳淬火后精磨的加工量，另一方面保持適當(dāng)?shù)臐B碳淬硬層厚度，保證精磨后蝸桿的表面硬度；滲碳淬火處理針對蝸桿齒進(jìn)行，使蝸桿獲得足夠的精度和硬度，提高蝸桿-蝸輪副的壽命和傳動效率，滲碳淬火后的滲碳層厚度0.8～1.5mm，減去預(yù)留0.2-0.3mm精磨余量，保證淬硬層的厚度在0.5mm以上。
精磨中心孔以軸承安裝位置為定位基準(zhǔn)，分別或同時(shí)對蝸桿兩端的中心孔在中心孔磨床上進(jìn)行精磨，該步驟是保障加工高效率蝸桿-蝸輪副的關(guān)鍵之一，通過該步驟可以減少加工中的彎曲變形，提高蝸桿軸的對中性。
蝸桿表面的硬度和粗糙度是影響效率的關(guān)鍵，本發(fā)明加工方法保證加工的蝸桿齒面保持良好的形狀和尺寸精度，精磨各檔外圓和端面，以蝸桿兩端的中心孔為定位基準(zhǔn)，精磨后各磨削表面粗糙度Ra0.63以下，軸承安裝位置和蝸桿齒表面的粗糙度小于Ra0.4，保證精度。
蝸輪加工刀具相對于標(biāo)準(zhǔn)滾刀，進(jìn)行了增徑選擇，從而在蝸桿齒和蝸輪齒嚙合中形成了油涵，油涵在磨損過程中不會消失，可以在蝸桿-蝸輪副工作的全生命周期中保持嚙合邊有足夠的潤滑油進(jìn)入嚙合區(qū)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明蝸桿的加工首先以粗加工的中心孔為定位基準(zhǔn)加工軸承安裝位置，再以軸承安裝位置為定位基準(zhǔn)粗加工蝸桿各軸段，對蝸桿齒進(jìn)行熱處理，之后再精加工中心孔，減少蝸桿因滲碳淬火而引起的彎曲變形對精磨齒的影響，后再以精加工后的中心孔為定位基準(zhǔn)精加工蝸桿各軸段，通過該步驟可以極大的減少加工中的彎曲變形，提高蝸桿軸的對中性，充分保證加工的精度，提高蝸桿加工的尺寸的準(zhǔn)確度；蝸輪在蝸桿齒和蝸輪齒嚙合中形成了油涵，保證潤滑，進(jìn)一步提高傳動效率和使用壽命。此外，本發(fā)明方法簡單可行，不用復(fù)雜的機(jī)械加工設(shè)備就可獲得良好的加工精度和傳動效率，應(yīng)用價(jià)值高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明方法加工的蝸桿結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明方法加工的蝸輪局部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1-中心孔；2-軸承安裝位置；3-蝸桿齒；4-端面；5-越程槽；6-退刀槽；7-軸肩；8-油涵。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
一種ZC型蝸桿-蝸輪副的加工方法，蝸桿的加工具體包括以下步驟：
(a)加工蝸桿兩端面的中心孔1，以中心孔1為定位基準(zhǔn)，加工蝸桿的軸承安裝位置2；
(b)以軸承安裝位置2為定位基準(zhǔn)，加工蝸桿的各軸段，包括端面4、退刀槽6和越程槽5，采用旋風(fēng)銑床銑削蝸桿齒3并對蝸桿齒面進(jìn)行粗磨，預(yù)留的粗磨余量為0.2mm，再對蝸桿齒3進(jìn)行熱處理，采用滲碳淬火處理，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為0.8mm，硬度為58HRC；
(c)以軸承安裝位置2為定位基準(zhǔn)，對蝸桿兩端面的中心孔1進(jìn)行精磨；
(d)以精磨后的中心孔1為定位基準(zhǔn)，精磨蝸桿的各軸段，包括端面4、退刀槽6、越程槽5、軸承安裝位置1、軸肩7和蝸桿齒3，精磨后蝸桿的軸承安裝位置2和蝸桿齒3表面的粗糙度為Ra0.35，蝸桿的其余磨削表面的粗糙度為Ra0.5。
蝸輪采用增徑的滾刀進(jìn)行加工，在蝸輪的嚙合區(qū)形成容納潤滑油的油涵8。
對本實(shí)施例加工的蝸桿-蝸輪副進(jìn)行使用測試，進(jìn)行“自動扶梯和自動人行道驅(qū)動主機(jī)”型式試驗(yàn)，依據(jù)《電梯型式試驗(yàn)規(guī)則》(2012版)、GB16899-2011、EN115-1:2008對電機(jī)、減速箱和制動器使用的蝸桿-蝸輪副進(jìn)行型式試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目全部合格，效率達(dá)到93～95％。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于步驟(b)中預(yù)留的粗磨余量為0.3mm，滲碳淬火處理后滲碳層的厚度為1.5mm，硬度為62HRC。采用型式試驗(yàn)對本實(shí)施例加工的蝸桿-蝸輪副進(jìn)行測試，其傳動效率在90％以上。
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